摘 要：拖拉机驾驶室内的噪声对操作环境、驾驶员的身心健康产生不良影响。本对驾驶室内噪音产生的机理进行了分析，指出了影响驾驶室内固体声、空气声和混响声等3类噪声大小的因素，并从4个方面给出了降噪措施：隔绝外部噪声源、减小驾驶室振动、吸收传入驾驶室内的噪声和降低机罩振动。通过有效的驾驶室降噪处理，提升拖拉机产品的品质和市场竞争力。

关键词：拖拉机；驾驶室；噪声

中图分类号：S219 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180732024

拖拉机驾驶室内的噪声过大，影响着驾驶员的工作环境，降低驾驶员的工作效率，长期处于这种环境，也不利于驾驶员的身体健康。降低拖拉机驾驶室噪声已经成为整车设计的一个重要环节，也是产品升级的一个重要途径，世界各国均把其列为评价拖拉机性能优劣的主要指标之一[1]。要有效地降低拖拉机驾驶室噪声，就必须正确了解拖拉机驾驶室噪声产生的机理，从而对噪声采取有效的措施，进而提高拖拉机的舒适性，提高市场竞争力。

1 拖拉机驾驶室噪声产生机理

从声学的角度来讲，拖拉机驾驶室本身具有一定的隔声作用。但是驾驶室周围的噪声透过壁板传入，驾驶室壁板的振动，将向驾驶室内辐射一定的噪声，而驾驶室壁面主要是由金属板和玻璃构成，这些材料的吸声系数很小，所以进入驾驶室内的噪声将在里面被多次反射而形成混响声，从而使总的声压级进一步提高[2]。

综合各种噪声产生的机理，驾驶室的内部噪声分为3种：固体声、空气声和混响声。

1.1 固体声

驾驶室是一种框架结构，壁面由大小不同的面板构成。框架的刚度比较大，但壁面的面板刚度比较小，驾驶室各壁面比较容易受到拖拉机底盘振动激发产生噪音，并向室内辐射该噪声，即固体声。驾驶室壁面的振动是影响固体声大小的最重要因素，而壁面振动又和振源、中间传递途径、驾驶室本身的动态特性以及驾驶室和底盘之间的联接情况有关。

1.2 空气声

通过驾驶室壁面板或孔隙传入驾驶室内的噪声，即空气声。空气声又分为空气泄漏声和空气穿透声，前者是外部噪声通过孔缝“泄漏”传入驾驶室内的，驾驶室本身的密封性是影响其大小的重要因素，后者是外部噪声“穿过”驾驶室壁板传入室内，驾驶室壁的隔声能力是影响其大小的重要因素。

1.3 混响声

固体声和空气声在驾驶室内产生的混响而增加的噪声，即混响声。由混响而增加的噪声仅与驾驶室的混响特性有关。

2 拖拉机驾驶室噪声控制措施

驾驶室内部噪声主要由空气声、固体声和混响声3部分组成。对于驾驶室内3种噪声，可以通过采取隔绝外部噪声源、减小驾驶室振动和吸收传入驾驶室内的噪声等措施，降低驾驶室内噪声。

2.1 隔绝外部噪声源

驾驶室的地板加工了一些孔隙，以方便拖拉机操纵杆件、电缆和线束安装，外部噪声可以这些孔隙传递到驾驶室内。为了隔绝噪声传播，在变速杆穿过地板处，采用橡胶波纹套隔声，在电缆和线束穿过地板处，采用橡胶过线套隔声。

采用钢板冲压成型的底板，吸声系数小，声辐射效率高，在发动机运行产生的振动和不平地面冲击下，所产生的固体声就成为新的噪声源，并进而与驾驶室内的空气声组合成混合声。对于这种固体声噪声，采用人造革与泡沫塑料制作的软质隔声材料进行隔声处理，可以取得明显的效果。

2.2 减小驾驶室振动

拖拉机驾驶室采用的减振块是弹性隔振器，其主要弹性元件是橡胶，这种减振块结构简单、价格便宜，使用寿命长。

但由于橡胶结构的特点，这种隔振器的刚度和阻尼或同时设计的很大，或同时设计的很小。刚度和阻尼大对低频是有利的，但是不利于高频隔振。小的刚度和阻尼对防止低频冲击是不利的。

硅油减振器是一种由橡胶体、上腔室、下腔室、硅油和流通小孔构成的非耦合液压隔振器。上、下腔室中充满了硅油，橡胶体支撑重量同時也构成了上腔室壁。橡胶的弹性变形给硅油施加压力，使得硅油通过流通小孔进入下腔室，从而产生阻尼。2种减振器的阻尼和刚度比较如图1和图2所示。换装新型硅油减振器，可以有效改善低频冲击的隔振效果。

2.3 吸收传入内部的噪声

对于驾驶室内部的混响可由下列公式计算：

（1）

（2）

式中：是频段序号为 的平均吸声系数， 是驾驶室内某材质表面积， 是频段序号为 和该材质表面积为 的材料表面吸声系数，是在频段序号为 由于混响而增加的噪声值。

驾驶室的材质主要由钢板、玻璃和人造革等组成，在分析混响而增加的噪声值时，可将频段划分为125Hz、250 Hz、500 Hz、1K Hz、2 K Hz和4 K Hz等6个频段，测出各材质在各频段的表面吸声系数和驾驶室所用的面积，就可由公式（1）计算出整个驾驶室在不同频段的平均吸声系数，进而由公式（2）计算出在不同频段增加的噪声值。通过计算分析，对于驾驶室的噪声，混响声提供了5～15的噪声值。

由公式（2）可知，增加的混响的噪声值与驾驶室的材质的平均吸声系数成反比，由公式（1）可知，而平均吸声系数大小与各频段的表面吸声系数大小相对应。为降低驾驶室混响声噪声，采用的吸声材料应具有多孔、吸声系数高和频率范围宽的特点。为降低噪声，驾驶室有以下吸声处理措施：用麻毡制作驾驶室内饰顶，以聚胺脂软发泡基料进行内、外顶间的空腔填充；对于后壁板和挡泥板，则以打孔的人造革为外层，软发泡为内层；把平静阻尼隔音吸音棉局部粘接在地板下部[3]。

平静阻尼隔声吸声棉的结构有3层：最外层是丁基橡胶材质的阻尼胶粘止振层，能够抑制振动，从根源上降低噪声产生；第2层是闭孔发泡结构的隔声层，隔绝噪声的传播；第3层是异型吸音槽表面，能够高效降低混响声。

2.4 降低机罩振动

影响机罩的振动的因素有：机罩的自身刚度、机罩的固定方式、机罩铰链和机罩支架的刚度。降低机罩振动的措施有：增加机罩下部的密封发泡胶条的厚度，吸收机罩的振动；机罩前部增加机罩锁，加强机罩的固定；在铰链和轴之间增加橡胶垫，防止铰链轴轴向窜动；机罩的支架摒弃钢板焊接支架，采用刚度更强的钢管焊接支架。

从机罩振动的振源来看，发动机运转时的振动是主要激励振源，为了降低发动机运转时的振动，进而消弱激励振源，可以在以下方面加强发动机的优化设计：对引起发动机振动的二阶往复惯性力，增加平衡机构；提高曲轴等旋转零件的动平衡精度和各缸工作运行的均匀性。

3 总结

拖拉机驾驶室噪声控制研究是整车研发设计的热点之一，本文通过对驾驶室内噪音产生的机理进行分析，根据影响驾驶室内的固体声、空气声和混响声等3类噪声大小的因素，提出降低驾驶室内噪声的措施：隔绝外部噪声源、减小驾驶室振动、吸收传入驾驶室内的噪声和降低机罩振动，并对每种降噪措施进行了具体阐述。为了取得最优的结果，需要从多方面着手，综合各种降噪措施，既要考虑每个降噪措施的效果，也要把它放在一个综合的降噪方案里，考虑其技术的可行性。在考虑经济成本的前提下，通过有效的驾驶室降噪处理，在一定程度上提高驾驶员的舒适性，提高拖拉机的品质和市场竞争力。

参考文献

[1]杨海纳.大马力拖拉机驾驶室的车内振动噪声分析与研究[D].合肥：安徽农业大学硕士学位论文，2015：1-2.

[2]张选民.轮式拖拉机噪声试验分析[J].农业机械学报，2001（1）：

86-88.

[3]贾方，薛志飞，徐清俊.阻尼材料在拖拉机上的应用[J].拖拉机与农用运输车，2013（3）：8-10.

作者简介：李红（1979-），男，河南周口市人，硕士，助教，研究方向：现代汽车设计理论与方法。